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操作系统概论

 操作系统
 

武汉理工大学计算机科学与技术学院        计算机技术系             软件研究所

                                     武汉理工大学(鉴湖校区)IT大楼12层    

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教材：。<<计算机操作系统教程>>第2版，清华大学出版社，张尧学，史美林编著

计算机辅修2001级补充习题[0]  2004.05.06

操作系统的慨论及用户界面（第1，2章）

3，  什么是操作系统?从资源管理的角度去分析操作系统，它的主要功能是什么?
  答：操作系统是一个大型的程序，它负责计算机的全部软硬  资源的分配，调度工作。控制
并协调多个任务的活动，实现信息的存取和保护。它提供用户接口，使用户获得良好的工作
环境。它使整个计算机实现了高效率和自动化。
从资源管理角度分析操作系统，其功能为：
处理机管理：进行处理机的调度和实施处理机的分派，即把处理机交付给某一任务。
存储器管理：进行主存分配，提供存储保护和虚存功能。
设备管理：进行设备分配和设备的传输控制。
软件资源管理：负责信息的组织，文件存取，共享及磁盘管理
 12，分析批处理操作系统，分时操作系统和实时操作系统的功能和特点。
  [1]．批处理操作系统
  批处理操作系统也称为作业处理系统。在批处理系统中，操作人员将作业成批地装入计算机
  中，由操作系统在计算机中某个特定磁盘区域(一般称为输入井)将其组织好并按一定的算法
  选择其中的一个或几个作业，将其调入内存使其运行。运行结束后，把结果放人磁盘“输出
  井”，由计算机统一输出后交给用户。
  批处理操作系统有如下两个重要特点：
  (1）脱机。用户提交了作业后就像脱离了计算机，不必直接控制计算机，一切按作业说明书
  的指示行动，使其交互性较差。
  (2)高效。由于没有人工干预，操作系统可以从输入作业中选择适当的一批作业运行，达到
  系统资源的最大利用率和最大的吞吐能力。由于其吞吐能力大，资源利用率高，批处理操作
  系统往往用在大型计算机中心，针对大型的科学计算或事务处理。
  [2]．分时操作系统
  在分时操作系统中，一台计算机与多台终端设备相连接，多终端上的用户可以同时使用计算
  机，计算机在操作系统控制下轮流为每个终端用户服务，由于CPU速度比人在终端上拍入
  控制命令的速度快得多，使得每个用户就好像独占计算机一样。在协调用户分享CPU时，
  操作系统通常采用“时间片轮转法”分配计算机的CPU，    “时间片轮转”原则即系统规
  定一个被称为“时间片”的时间单位，所有终端用户轮流享用一个时间片的CPU时间。
  分时系统具有如下几个基本特点：
  (1)同时性；从客观上看，若干用户同时使用计算机，虽然在微观上是计算机轮流服务。
  (2)交互性：用户通过终端向主机发出请求，并根据主机的响应结果再向系统发出请求；直
  至得到满意的结果。
  (3)独立性：每个用户使用各自的终端与主机交互，感觉不到其它用户的存在，好像独立使
  用计算机。
  (4)及时性：机器对用户的请求在较短的时间内加以响应。
  分时系统主要用于软件开发和运行较小的程序。因为在这种环境下用户大部分时间都在思
  考，不会长期连续地占用CPU，以利于其他用户使用。
  [3]．实时操作系统
  实时可以理解为立即、及时的意思，是指计算机的运算和处理时间与被控过程或事务处理所
  需的真实时间相适应。面向这类实时应用的计算机系统称为实时系统。
  实时系统可分为两类：
  (1）硬实时系统即实时控制系统；主要用于军事和工业控制领域，计算机及时测量出被控系
  统的各种数据，并及时作出处理。这种实时操作系统响应速度快、可靠性高。
  (2)软实时系统即实时事务处理系统：主要用于诸如飞机订票系统、银行管理系统等方面。
  在这种应用中，计算机要能对用户的服务请求及时作出回答，并能及时修改、处理系统中的
  数据。
  实时系统具有以下特点：
  (1）及时性。实时系统一般具有高精度的实时时钟，它能及时地响应外部文件的请求，并在
  严格规定的时间内完成对该文件的处理，控制实时设备和实时任务协调一致地运行。
  (2)支持多道程序设计。任务调度算法简单、实用，数据结构简单明了，任务切换速度快，
  能够处理时间驱动的任务和文件驱动的任务。
  (3)高可靠性。这是实时系统的主要设计目标之一。为了提高实时系统的可靠性，软硬件都
  必须采取相应的措施加以保证。
  (4)较强的过载防护能力。在支持多任务的实时系统中，实时任务启动的数目在某些时刻超
  出系统的处理能力时，系统要通过相应的措施(比如延迟或丢弃不重要的任务)来保证实时性
  强的重要任务能及时处理。
  13．什么是系统调用?
  答：系统调用是操作系统为用户程序提供的一种服务界面，或者说，是操作系统保证程序设
  计语言能正常工作的一种支撑。在源程序一级，用户用程序设计语言描述算题任务的逻辑要
  求，例如读文件、写文件、请求主存资源等。这些要求的实现只有通过操作系统的功能程序
  才能完成，而有的还必须执行硬件的相应指令(如I／0指令)才能达到目的。
  14．操作系统功能有哪些?
  答：从资源管理的观点看，操作系统的功能可分成五大部分，即：处理器管理、存储管理、
  文件管理、设备管理和作业管理。操作系统的这五大部分相互配合，协调工作，实现对计算
  机系统的资源管理、控制程序的执行、扩充系统的功能、为用户提供方便的使用接口和良好
  的运行环境。

  25，何谓多道程序设计?  叙述它的主要特性和优点。
  答：所谓多道程序设计就是同时把多个程序进入内存并允许他们交替执行，共享系统中的
  各种资源的方法．
    2)特性：A允许多道程序进入内存且可交替执行．
    B  宏观上实现多道程序同时”执行”
    C  微观上多道程序是交替执行，轮流占用CPU．
    3)优点：A提高CPU的利用率
    B提高CPU和I/O设备并行程度．
    C  提高了I/O设备之间的并行程度．
29．  什么是进程?  为什么要引入进程的概念?
答：进程是一个程序在一个数据集上的一次执行。引入进程的目的在于从变化的角度动态地
研究程序的执行。
30．进程在系统中有哪几种基本状态?
答：通常一个进程至少有三种不同状态：运行状态、就绪状态、等待状态。
(1)运行状态(Running)；当一个进程正在机上运行时，称其处于运行状态。
(2)就绪状态(Ready)：当一个进程具备了运行条件，一旦获得处理机即可运行，称此进程处
于就绪状态。    
(3)等待状态(Blocked)：当一个进程由于等待某事件的发生(如I／O完成)而不能运行时，称
此进程处于等待状态。
当一个进程被建立时，通常处于就绪状态，
33．进程和程序的本质区别是什么?
答；  (1)进程是一个程序在一个数据集合上的运行过程，属于动态概念，而程序是一组有
序的指令，是一种静态概念。但进程离开了程序也就失去了存在的意义。
(2)一个进程可以执行一个或几个程序；反之，同一程序可能由几个进程同时执行。
(3)程序可作为软件资源长期保留，而进程是程序的一次执行过程，是暂时的。进程具有生